PPP 协议在帧格式中有帧检验序列[1]FCS 安段。对每一个收到的帧,PPP 都要使用硬 件进行CRC 检验。若发现有差错,则丢弃该帧(一定不能把有差错的帧交付给上一层)。端 到端的差错检测最后由高层协议负责。因此,PPP 协议可保证无差错接受。PPP 协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。PPP 协议不能使数据链路[2]层实现可靠传输的原因:PPP 有FCS 来确保数据帧的正确性, 如果错误则上报错误信息来确保传输的可靠性。当然它和其他L2 协议一样,没有TCP 的ACK 机制,这也是传输层[3]以下协议所具有的特性,以便于提高网络的性能。3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC 的生成多项式是P(x)=x4+x+1 。试求应添 加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1 变成了0,问接收端能否发现?若数据在传输过程中最后两个1 都变成了0,问接收端能否发现?答:添加的检验序列为1110 (11010110110000 除以10011) 数据在传输过程中最后 一个1 变成了0,11010110101110 除以10011,余数为011,不为0,接收端可以发现差错。数据在传输过程中最后两个1 都变成了0,11010110001110 除以10011,余数为101, 不为0,接收端可以发现差错。3-08.要发送的数据为101110。采用CRC 的生成多项式是P(X)=X3+1。试求应添加在数 据后面的余数。解:余数是011。3-10.PPP 协议使用同步传输[4]技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填 充后变成怎样的比特串?若接收端收到的PPP 帧的数据部分是0001110111110111110110, 问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串?答:第一个比特串:经过零比特填充后编程011011111011111000(加上下划线的0 是 填充的)。另一个比特串:删除发送端加入的零比特后变成000111011111-11111-110(连 字符表示删除了0)。3-16 数据率为10Mb/s 的以太网[5]在物理媒体上的码元[6]传输速率是多少码元/秒?答:码元传输速率即为波特率[7]。以太网使用曼彻斯特编码[8],这就意味着发送的每一位 都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10Mb/s,因此波特率是数据率的两倍,即20M 波 特。3-28 有10 个站连接到以太网上,试计算以下三种情况下每一个站所能得到带宽。(1)10 个站点连接到一个10Mbit/s 以太网集线器[9];(2)10 站点连接到一个100Mbit/s 以太网集线器;(3)10 个站点连接到一个10Mbit/s 以太网交换机[10]。答:(1)10 个站共享10Mbit/s;(2)10 个站共享100Mbit/s;(3)每一个站独占10Mbit/s。3-31 网桥的工作原理和特点是什么?网桥与转发器以及以太网交换机有何异同?答:网桥的每个端口与一个网段相连,网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收 到一个帧时,就先暂存在其缓冲中。若此帧未出现差错,且欲发往的目的站MAC 地址属于另 一网段,则通过查找站表,将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错,则丢弃此 帧。网桥过滤了通信量,扩大了物理范围,提高了可靠性,可互连不同物理层、不同MAC 子 层和不同速率的局域网[11]。但同时也增加了时延,对用户太多和通信量太大的局域网不适合。网桥与转发器不同,(1)网桥工作在数据链路层,而转发器工作在物理层;(2)网 桥不像转发器转发所有的帧,而是只转发未出现差错,且目的站属于另一网络的帧或广播 帧;(3)转发器转发一帧时不用检测传输媒体,而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD 算法; (4)网桥和转发器都有扩展局域网的作用,但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC 子 层和不同速率局域网的作用。以太网交换机通常有十几个端口,而网桥一般只有2-4 个端口;它们都工作在数据链 路层;网桥的端口一般连接到局域网,而以太网的每个接口都直接与主机相连,交换机允许 多对计算机间能同时通信,而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。所以实质上以太网交 换机是一个多端口的网桥,连到交换机上的每台计算机就像连到网桥的一个局域网段上。网 桥采用存储转发[12]方式进行转发,而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采用 了专用的交换机构芯片,转发速度比网桥快。3-32 第4 章网络层4-07 试说明IP 地址与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址?如图所示,IP 地址在IP 数据报[13]的首部,而硬件地址则放在MAC 帧的首部。在网络层以上使用的是IP 地址,而链路[14]层及以下使用的是硬件地址。题4-07 图解在IP 层抽象的互连网上,我们看到的只是IP 数据报,路由器根据目的站的IP 地址网络类型最大可指派的网络数第一个可指派的网络号[15]最后一个可指派的网络号每个网络中的最大主机数A 126(27-2) 1 126 16777214B 16383(214-1) 128.1 191.255 65534C 2097151(221-1) 192.0.1 233.255.255 254进行选[16]路。在具体的物理网络的链路层,我们看到的只是MAC 帧,IP 数据报被封装在 MAC帧里面。MAC 帧在不同的网络上传送时,其MAC 帧的首部是不同的。这种变化,在上 面的IP层上是看不到的。每个路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址与硬件地址,尽 管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同,但IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很 复杂的细节,并使我们能够使用统一的、抽象的IP 地址进行通信。4-09(1)子网掩码[17]为255.255.255.0 代表什么意思?(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?(3)一A 类网络和一B 类网络的子网号subnet-id 分别为16 个1 和8 个1,问这两个网络的子网掩码有何不同?(4)一个B 类地址的子网掩码是255.255.240.0。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255,它是否为一个有效的子网掩码?(6)某个IP 地址的十六进制[18]表示为C2.2F.14.81,试将其转换为点分十进制[19]的形式。这个地址是哪一类IP 地址?(7)C 类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?(1)可以代表C 类地址对应的子网掩码默认值;也能表示A 类和B 类地址的掩码,前24 位决定网络号和子网号,后8 位决定主机号。(用24bit 表示网络部分地 址,包括网络号和子网号)(2)255.255.255.248 化成二进制[20]序列为:11111111 11111111 11111111 11111000,根据掩码的定义,后三位是主机号,一共可以表示8 个主机号,除掉全0 和全1 的两 个,该网络能够接6 个主机。(3)子网掩码的形式是一样的,都是255.255.255.0;但是子网的数目不一样,前者为65534,后者为254。(4)255.255.240.0(11111111.11111111.11110000.00000000)是B 类地址的子网掩码,主机地址域为12 比特,所以每个子网的主机数最多为:212-2=4 094。(5)子网掩码由一连串的1 和一连串的0 组成,1 代表网络号和子网号,0 对应主机号.255.255.0.255 变成二进制形式是: 11111111 11111111 00000000 11111111. 可见,是一个有效的子网掩码,但是不是一个方便使用的解决办法。(6)用点分十进制表示[21],该IP 地址是194.47.20.129,为C 类地址。(7)有,可以提高网络利用率。注:实际环境中可能存在将C 类网网络地址进一步划分为子网的情况,需要掩码说明子网号的划分。C 类网参加互连网的路由,也应该使用子网掩码进行统一的IP 路由运 算。C类网的子网掩码是255.255.255.0。4-10 试辨认以下IP 地址的网络类别。(1) 128.36.199.3(2) 21.12.240.17(3) 183.194.76.253(4) 192.12.69.248(5) 89.3.0.1(6) 200.3.6.2(1) 128.36.199.3 B 类网(2) 21.12.240.17 A 类网(3) 183.194.76.253 B 类网(4) 192.12.69.248 C 类网(5) 89.3.0.1 A 类网(6) 200.3.6.2 C 类网4-20. 设某路由器建立了如下路由表(这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器,若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去):目的网络子网掩码下一跳
PPP 协议在帧格式中有帧检验序列[1]FCS 安段。对每一个收到的帧,PPP 都要使用硬 件进行CRC 检验。若发现有差错,则丢弃该帧(一定不能把有差错的帧交付给上一层)。端 到端的差错检测最后由高层协议负责。因此,PPP 协议可保证无差错接受。
PPP 协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。
PPP 协议不能使数据链路[2]层实现可靠传输的原因:PPP 有FCS 来确保数据帧的正确性, 如果错误则上报错误信息来确保传输的可靠性。当然它和其他L2 协议一样,没有TCP 的ACK 机制,这也是传输层[3]以下协议所具有的特性,以便于提高网络的性能。
3-07 要发送的数据为1101011011。采用CRC 的生成多项式是P(x)=x4+x+1 。试求应添 加
在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1 变成了0,问接收端能否发现?
若数据在传输过程中最后两个1 都变成了0,问接收端能否发现?
答:添加的检验序列为1110 (11010110110000 除以10011) 数据在传输过程中最后 一个1 变成了0,11010110101110 除以10011,余数为011,不为0,接收端可以发现差错。数据在传输过程中最后两个1 都变成了0,11010110001110 除以10011,余数为101, 不为0,接收端可以发现差错。
3-08.要发送的数据为101110。采用CRC 的生成多项式是P(X)=X3+1。试求应添加在数 据后面的余数。解:余数是011。
3-10.PPP 协议使用同步传输[4]技术传送比特串0110111111111100。试问经过零比特填 充后变成怎样的比特串?若接收端收到的PPP 帧的数据部分是0001110111110111110110, 问删除发送端加入的零比特后变成怎样的比特串?
答:第一个比特串:经过零比特填充后编程011011111011111000(加上下划线的0 是 填充的)。另一个比特串:删除发送端加入的零比特后变成000111011111-11111-110(连 字符表示删除了0)。
3-16 数据率为10Mb/s 的以太网[5]在物理媒体上的码元[6]传输速率是多少码元/秒?
答:码元传输速率即为波特率[7]。以太网使用曼彻斯特编码[8],这就意味着发送的每一位 都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10Mb/s,因此波特率是数据率的两倍,即20M 波 特。
3-28 有10 个站连接到以太网上,试计算以下三种情况下每一个站所能得到带宽。
(1)10 个站点连接到一个10Mbit/s 以太网集线器[9];
(2)10 站点连接到一个100Mbit/s 以太网集线器;
(3)10 个站点连接到一个10Mbit/s 以太网交换机[10]。
答:(1)10 个站共享10Mbit/s;
(2)10 个站共享100Mbit/s;
(3)每一个站独占10Mbit/s。
3-31 网桥的工作原理和特点是什么?网桥与转发器以及以太网交换机有何异同?
答:网桥的每个端口与一个网段相连,网桥从端口接收网段上传送的各种帧。每当收 到一个帧时,就先暂存在其缓冲中。若此帧未出现差错,且欲发往的目的站MAC 地址属于另 一网段,则通过查找站表,将收到的帧送往对应的端口转发出去。若该帧出现差错,则丢弃此 帧。网桥过滤了通信量,扩大了物理范围,提高了可靠性,可互连不同物理层、不同MAC 子 层和不同速率的局域网[11]。但同时也增加了时延,对用户太多和通信量太大的局域网不适合。
网桥与转发器不同,(1)网桥工作在数据链路层,而转发器工作在物理层;(2)网 桥不像转发器转发所有的帧,而是只转发未出现差错,且目的站属于另一网络的帧或广播 帧;(3)
转发器转发一帧时不用检测传输媒体,而网桥在转发一帧前必须执行CSMA/CD 算法; (4)网桥和转发器都有扩展局域网的作用,但网桥还能提高局域网的效率并连接不同MAC 子 层和不同速率局域网的作用。以太网交换机通常有十几个端口,而网桥一般只有2-4 个端口;它们都工作在数据链 路层;
网桥的端口一般连接到局域网,而以太网的每个接口都直接与主机相连,交换机允许 多对计算机间能同时通信,而网桥允许每个网段上的计算机同时通信。所以实质上以太网交 换机是一个多端口的网桥,连到交换机上的每台计算机就像连到网桥的一个局域网段上。网 桥采用存储转发[12]方式进行转发,而以太网交换机还可采用直通方式转发。以太网交换机采用 了专用的交换机构芯片,转发速度比网桥快。
3-32 第4 章网络层
4-07 试说明IP 地址与硬件地址的区别。为什么要使用这两种不同的地址?
如图所示,IP 地址在IP 数据报[13]的首部,而硬件地址则放在MAC 帧的首部。在网络层以上使用的是IP 地址,而链路[14]层及以下使用的是硬件地址。
题4-07 图解
在IP 层抽象的互连网上,我们看到的只是IP 数据报,路由器根据目的站的IP 地址网络类型最大可指派的网络数第一个可指派的网络号[15]最后一个可指派的网络号每个网络中的最大主机数
A 126(27-2) 1 126 16777214
B 16383(214-1) 128.1 191.255 65534
C 2097151(221-1) 192.0.1 233.255.255 254
进行选[16]路。在具体的物理网络的链路层,我们看到的只是MAC 帧,IP 数据报被封装在 MAC
帧里面。MAC 帧在不同的网络上传送时,其MAC 帧的首部是不同的。这种变化,在上 面的IP层上是看不到的。每个路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址与硬件地址,尽 管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同,但IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很 复杂的细节,并使我们能够使用统一的、抽象的IP 地址进行通信。
4-09(1)子网掩码[17]为255.255.255.0 代表什么意思?
(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?
(3)一A 类网络和一B 类网络的子网号subnet-id 分别为16 个1 和8 个1,问这两个网络的子网掩码有何不同?
(4)一个B 类地址的子网掩码是255.255.240.0。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?
(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255,它是否为一个有效的子网掩码?
(6)某个IP 地址的十六进制[18]表示为C2.2F.14.81,试将其转换为点分十进制[19]的形式。这个地址是哪一类IP 地址?
(7)C 类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?
(1)可以代表C 类地址对应的子网掩码默认值;也能表示A 类和B 类地址的掩码,前24 位决定网络号和子网号,后8 位决定主机号。(用24bit 表示网络部分地 址,
包括网络号和子网号)
(2)255.255.255.248 化成二进制[20]序列为:11111111 11111111 11111111 11111000,根据掩码的定义,后三位是主机号,一共可以表示8 个主机号,除掉全0 和全1 的两 个,该网络能够接6 个主机。
(3)子网掩码的形式是一样的,都是255.255.255.0;但是子网的数目不一样,前者
为65534,后者为254。
(4)255.255.240.0(11111111.11111111.11110000.00000000)是B 类地址的子网掩码,主机地址域为12 比特,所以每个子网的主机数最多为:212-2=4 094。
(5)子网掩码由一连串的1 和一连串的0 组成,1 代表网络号和子网号,0 对应主机号.255.255.0.255 变成二进制形式是: 11111111 11111111 00000000 11111111. 可见,是一个有效的子网掩码,但是不是一个方便使用的解决办法。
(6)用点分十进制表示[21],该IP 地址是194.47.20.129,为C 类地址。
(7)有,可以提高网络利用率。
注:实际环境中可能存在将C 类网网络地址进一步划分为子网的情况,需要掩码说明子网号的划分。C 类网参加互连网的路由,也应该使用子网掩码进行统一的IP 路由运 算。C类网的子网掩码是255.255.255.0。
4-10 试辨认以下IP 地址的网络类别。
(1) 128.36.199.3
(2) 21.12.240.17
(3) 183.194.76.253
(4) 192.12.69.248
(5) 89.3.0.1
(6) 200.3.6.2
(1) 128.36.199.3 B 类网
(2) 21.12.240.17 A 类网
(3) 183.194.76.253 B 类网
(4) 192.12.69.248 C 类网
(5) 89.3.0.1 A 类网
(6) 200.3.6.2 C 类网
4-20. 设某路由器建立了如下路由表(这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器,若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去):
目的网络子网掩码下一跳
题目解答
答案
如图所示,IP 地址在IP 数据报的首部,而硬件地址则放在MAC 帧的首部。在网络层以上使用的是IP 地址,而链路层及以下使用的是硬件地址。
题4-07 图解
在IP 层抽象的互连网上,我们看到的只是IP 数据报,路由器根据目的站的IP 地址网络类型最大可指派的网络数第一个可指派的网络号最后一个可指派的网络号每个网络中的最大主机数
A 126(27-2) 1 126 16777214
B 16383(214-1) 128.1 191.255 65534
C 2097151(221-1) 192.0.1 233.255.255 254
进行选路。在具体的物理网络的链路层,我们看到的只是MAC 帧,IP 数据报被封装在 MAC
帧里面。MAC 帧在不同的网络上传送时,其MAC 帧的首部是不同的。这种变化,在上 面的IP层上是看不到的。每个路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址与硬件地址,尽 管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同,但IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很 复杂的细节,并使我们能够使用统一的、抽象的IP 地址进行通信。
4-09(1)子网掩码为255.255.255.0 代表什么意思?
(2)一网络的现在掩码为255.255.255.248,问该网络能够连接多少个主机?
(3)一A 类网络和一B 类网络的子网号subnet-id 分别为16 个1 和8 个1,问这两个网络的子网掩码有何不同?
(4)一个B 类地址的子网掩码是255.255.240.0。试问在其中每一个子网上的主机数最多是多少?
(5)一A类网络的子网掩码为255.255.0.255,它是否为一个有效的子网掩码?
(6)某个IP 地址的十六进制表示为C2.2F.14.81,试将其转换为点分十进制的形式。这个地址是哪一类IP 地址?
(7)C 类网络使用子网掩码有无实际意义?为什么?
(1)可以代表C 类地址对应的子网掩码默认值;也能表示A 类和B 类地址的掩码,前24 位决定网络号和子网号,后8 位决定主机号。(用24bit 表示网络部分地 址,
包括网络号和子网号)
(2)255.255.255.248 化成二进制序列为:11111111 11111111 11111111 11111000,根据掩码的定义,后三位是主机号,一共可以表示8 个主机号,除掉全0 和全1 的两 个,该网络能够接6 个主机。
(3)子网掩码的形式是一样的,都是255.255.255.0;但是子网的数目不一样,前者
为65534,后者为254。
(4)255.255.240.0(11111111.11111111.11110000.00000000)是B 类地址的子网掩码,主机地址域为12 比特,所以每个子网的主机数最多为:212-2=4 094。
(5)子网掩码由一连串的1 和一连串的0 组成,1 代表网络号和子网号,0 对应主机号.255.255.0.255 变成二进制形式是: 11111111 11111111 00000000 11111111. 可见,是一个有效的子网掩码,但是不是一个方便使用的解决办法。
(6)用点分十进制表示,该IP 地址是194.47.20.129,为C 类地址。
(7)有,可以提高网络利用率。
注:实际环境中可能存在将C 类网网络地址进一步划分为子网的情况,需要掩码说明子网号的划分。C 类网参加互连网的路由,也应该使用子网掩码进行统一的IP 路由运 算。C类网的子网掩码是255.255.255.0。
4-10 试辨认以下IP 地址的网络类别。
(1) 128.36.199.3
(2) 21.12.240.17
(3) 183.194.76.253
(4) 192.12.69.248
(5) 89.3.0.1
(6) 200.3.6.2
(1) 128.36.199.3 B 类网
(2) 21.12.240.17 A 类网
(3) 183.194.76.253 B 类网
(4) 192.12.69.248 C 类网
(5) 89.3.0.1 A 类网
(6) 200.3.6.2 C 类网
4-20. 设某路由器建立了如下路由表(这三列分别是目的网络、子网掩码和下一跳路由器,若直接交付则最后一列表示应当从哪一个接口转发出去):
目的网络子网掩码下一跳